JP2021070049A - Control method and control device of rolling machine - Google Patents

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JP2021070049A JP2019199235A JP2019199235A JP2021070049A JP 2021070049 A JP2021070049 A JP 2021070049A JP 2019199235 A JP2019199235 A JP 2019199235A JP 2019199235 A JP2019199235 A JP 2019199235A JP 2021070049 A JP2021070049 A JP 2021070049A
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宏 安原
Hiroshi Yasuhara
宏 安原
渉 馬場
Wataru Baba
渉 馬場
青江 信一郎
Shinichiro Aoe
信一郎 青江
木島 秀夫
Hideo Kijima
秀夫 木島
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Abstract

To provide a control method and control device of a rolling machine which can prevent a linear wrinkle formed in a metal strip on a rolling machine inlet side from becoming drawing on a rolling machine outlet side at the time of rolling in the same rolling step.SOLUTION: A control method of a rolling machine 1 which includes a shape control actuator 15 and a flatness meter 16 installed on the outlet side of the rolling machine 1 comprises: a calculation step of calculating a control target value of the rolling machine 1 such that the flatness of a steel sheet W on the inlet side and outlet side of the rolling machine 1 satisfies the relation of the formula (1); and a control step of rolling the steel sheet W with the rolling machine 1 while controlling the shape control actuator 15 on the basis of the calculated control target value such that the steel sheet W on the outlet side of the rolling machine 1 becomes the target flatness.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、圧延機の制御方法および制御装置に関する。 The present invention relates to a control method and a control device for a rolling mill.

一般的に、自動車や飲料缶等に使用される鋼板は、連続鋳造、熱間圧延および冷間圧延を施され、焼鈍および鍍金工程を経た後に、各々の形に即した加工が行われる。また、熱間圧延工程後および冷間圧延工程後は、製品の要求に応じて鋼板に軽微な圧下を加えて材料の品質を整える調質圧延工程が実施される。 Generally, steel sheets used for automobiles, beverage cans, etc. are continuously cast, hot-rolled, and cold-rolled, and after undergoing annealing and plating processes, they are processed according to their respective shapes. Further, after the hot rolling step and the cold rolling step, a temper rolling step is carried out in which the quality of the material is adjusted by applying a slight rolling reduction to the steel sheet according to the demand of the product.

圧延工程で制御される品質の一つとして平坦度がある。平坦度は、板の板幅方向における伸び差率Δε[%]で評価される。また、伸び差率Δεは、例えば図5に示すように、一定区間(ピッチ)Lにおける板の板幅方向の伸び差ΔLに基づいて、「Δε=ΔL/L」で示され、これに10を乗じた値が「I−unit」という単位で呼ばれている。 Flatness is one of the qualities controlled in the rolling process. The flatness is evaluated by the elongation difference rate Δε [%] in the plate width direction of the plate. Further, the elongation difference rate Δε is indicated by “Δε = ΔL / L” based on the elongation difference ΔL in the plate width direction of the plate in a certain section (pitch) L, for example, as shown in FIG. The value multiplied by 5 is called in the unit of "I-unit".

鋼板の平坦度不良は、圧延工程中に板幅方向における鋼板の伸び率が揃わないことにより発生し、平坦度が大きいと、板幅方向の伸び差の分だけ鋼板が波打つ現象が発生する。このような鋼板は、後のプレス等で不具合を引き起こす他、めっき工程においてもめっきの不均等を引き起こす。更に、圧延工程において平坦度を上手く制御できない場合、圧延スタンドに鋼板が折り重なった状態で入り込む「絞り込み」という現象も発生する。 Poor flatness of the steel sheet occurs because the elongation rates of the steel sheet in the plate width direction are not uniform during the rolling process, and when the flatness is large, the steel sheet wavy by the elongation difference in the plate width direction occurs. Such a steel sheet causes defects in a subsequent press or the like, and also causes uneven plating in the plating process. Further, if the flatness cannot be controlled well in the rolling process, a phenomenon called "narrowing down" occurs in which the steel plates are folded into the rolling stand.

ここで、圧延時に平坦度を測定する手法としては、例えばロールを幅方向に分割してそれぞれに荷重検出センサを埋め込んだディスク構造の平坦度計を用いて、鋼板とロール間の接触荷重を測定して形状を算出する手法がある。また、平坦度を制御するアクチュエータ(形状制御アクチュエータ)としては、ワークロールの軸心たわみを変化させて形状を制御するために、ロールの両端にベンダ力を付与するロールベンダ機構や、片テーパの中間ロールを幅方向にシフトする中間ロールシフト機構などがある。また、液圧によりロールクラウンを操作するVCロール機構などもある。 Here, as a method of measuring the flatness during rolling, for example, the contact load between the steel plate and the roll is measured by using a flatness meter having a disk structure in which the roll is divided in the width direction and a load detection sensor is embedded in each roll. There is a method of calculating the shape. Further, as an actuator for controlling flatness (shape control actuator), a roll bender mechanism that applies bender force to both ends of the roll in order to control the shape by changing the axial deflection of the work roll, or a single taper There is an intermediate roll shift mechanism that shifts the intermediate roll in the width direction. There is also a VC roll mechanism that operates the roll crown by hydraulic pressure.

また、鋼板の平坦度を制御する一般的な方法としては、例えば圧延後の鋼板の平坦度を測定する装置を設け、それにより測定される平坦度を圧延スタンドにフィードバックして形状制御アクチュエータ(ワークロールベンダ)を動作させるフィードバック制御が行われている(例えば特許文献1)。 Further, as a general method of controlling the flatness of the steel sheet, for example, a device for measuring the flatness of the steel sheet after rolling is provided, and the flatness measured by the device is fed back to the rolling stand to control the shape control actuator (workpiece). Feedback control for operating the roll vendor) is performed (for example, Patent Document 1).

特に熱間圧延後の低圧下率の場合においては、熱間圧延工程、冷却工程および巻き取り工程における形状(平坦度)の変化を予測し、調質圧延後の形状を最適とするように設定値を決定する圧延制御手法も提案されている(例えば特許文献2,3)。 Especially in the case of low pressure lowering rate after hot rolling, the change in shape (flatness) in the hot rolling process, cooling process and winding process is predicted, and the shape after temper rolling is set to be optimal. A rolling control method for determining the value has also been proposed (for example, Patent Documents 2 and 3).

特許第2964887号公報Japanese Patent No. 2964887 特許第5971292号公報Japanese Patent No. 5971292 特許第5971293号公報Japanese Patent No. 5971293

一般的な圧延工程では、絞りを防止するために、圧延時の鋼板の平坦度をリアルタイムで測定して、目標値と一致するように形状制御アクチュエータを操作することが行われている。しかしながら、圧延前の鋼板の平坦度が非常に悪い場合には、圧延後の板形状を平坦に制御していても、絞りと呼ばれるスジ欠陥が発生するため、歩留まり低下や圧延機の稼働率低下が問題となる。例えば特許文献1の手法は、圧延後における平坦度を制御する目的で圧延を行っているものの、圧延前の鋼板の平坦度が非常に悪い(大きい)場合については想定していない。また、特許文献2,3の手法は、調質圧延前の形状を想定しているものの、形状の制御という観点でのみ制御を行っており、絞り込み抑制の観点による制御が行われていない。 In a general rolling process, in order to prevent drawing, the flatness of the steel sheet during rolling is measured in real time, and the shape control actuator is operated so as to match the target value. However, when the flatness of the steel sheet before rolling is very poor, even if the plate shape after rolling is controlled to be flat, streak defects called drawing occur, resulting in a decrease in yield and a decrease in the operating rate of the rolling mill. Is a problem. For example, the method of Patent Document 1 performs rolling for the purpose of controlling the flatness after rolling, but does not assume the case where the flatness of the steel sheet before rolling is very poor (large). Further, although the methods of Patent Documents 2 and 3 assume the shape before temper rolling, the control is performed only from the viewpoint of shape control, and the control is not performed from the viewpoint of narrowing down suppression.

そこで、本発明者らは、圧延前の鋼板に面外変形が生じている場合には、圧延時に、圧延機のロール直下で面外変形が強制的に平坦化されたことによりせん断応力が発生し、このせん断応力によって圧延機入側で鋼板が座屈して線状シワが形成されることを知見した。そして、この線状シワが圧延によってロールで押し潰されて絞りとなる。このように、本発明者らは、圧延前の鋼板の平坦度が非常に悪い場合には、絞り込み抑制の観点で制御を行わないと、圧延時に、圧延機入側の鋼板に線状シワが形成されて、この線状シワにより圧延機出側で絞りが発生することを知見した。 Therefore, when the steel sheet before rolling is deformed out of surface, the present inventors forcibly flatten the out-of-plane deformation directly under the roll of the rolling mill during rolling, so that shear stress is generated. However, it was found that the steel sheet buckled on the rolling mill entry side due to this shear stress to form linear wrinkles. Then, these linear wrinkles are crushed by a roll by rolling to form a drawing. As described above, when the flatness of the steel sheet before rolling is very poor, the present inventors do not control it from the viewpoint of suppressing narrowing down, otherwise linear wrinkles are formed on the steel sheet on the side entering the rolling mill during rolling. It was found that this linear wrinkle caused drawing on the exit side of the rolling mill.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一つの同じ圧延工程において、圧延時に圧延機入側の金属帯に形成された線状シワが圧延機出側で絞りとなることを防止することができる圧延機の制御方法および制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in one and the same rolling process, it is possible to prevent linear wrinkles formed on the metal strip on the inlet side of the rolling mill during rolling from being drawn on the exit side of the rolling mill. It is an object of the present invention to provide a control method and a control device for a rolling mill that can be used.

本発明に係る圧延機の制御方法は、形状制御アクチュエータと、圧延機の出側に設置された平坦度計とを有する圧延機の制御方法であって、前記圧延機の入側および出側での金属帯の平坦度が、下式(1)の関係を満たすように、前記圧延機の制御目標値を算出する算出ステップと、前記圧延機の出側での金属帯が目標の平坦度となるように、前記算出された制御目標値に基づいて前記形状制御アクチュエータを制御しつつ当該圧延機で金属帯を圧延する制御ステップとを含むことを特徴とする。
ただし、式(1)において、Λ2,inは圧延機入側での金属帯の平坦度、Λ2,outは圧延機出側での金属帯の平坦度、aは形状制御の許容範囲を示すパラメータである。
The method for controlling a rolling mill according to the present invention is a method for controlling a rolling mill having a shape control actuator and a flatness meter installed on the exit side of the rolling mill, on the entry side and the exit side of the rolling mill. The calculation step of calculating the control target value of the rolling mill so that the flatness of the metal strip of the above satisfies the relationship of the following equation (1), and the metal strip on the exit side of the rolling mill is the target flatness. As such, it is characterized by including a control step of rolling a metal strip with the rolling mill while controlling the shape control actuator based on the calculated control target value.
However, in equation (1), Λ 2, in is the flatness of the metal strip on the rolling mill entry side, Λ 2, out is the flatness of the metal strip on the rolling mill exit side, and a is the allowable range of shape control. It is a parameter to show.

本発明に係る圧延機の制御方法は、上記発明において、前記算出ステップは、前記圧延機の入側および出側での金属帯の平坦度が、上式(1)の関係を満たす範囲内において、前記圧延機の出側での金属帯の平坦度ができるだけ平坦となるような制御目標値を設定するステップを含み、前記制御ステップは、前記設定された制御目標値に基づいて前記形状制御アクチュエータを制御しつつ当該圧延機で金属帯を圧延するステップを含むことを特徴とする。 The method for controlling the rolling mill according to the present invention is that in the above invention, the calculation step is performed within a range in which the flatness of the metal strip on the entrance side and the exit side of the rolling mill satisfies the relationship of the above equation (1). The control step includes a step of setting a control target value so that the flatness of the metal strip on the outlet side of the rolling mill is as flat as possible, and the control step is based on the set control target value. It is characterized by including a step of rolling a metal strip with the rolling mill while controlling the above.

本発明に係る圧延機の制御装置は、形状制御アクチュエータと、圧延機の出側に設置された平坦度計とを有する圧延機の制御装置であって、前記圧延機の入側および出側での金属帯の平坦度が、下式(2)の関係を満たすように、前記圧延機の制御目標値を算出する演算処理部と、前記圧延機の出側での金属帯が目標の平坦度となるように、前記算出された制御目標値に基づいて前記形状制御アクチュエータを制御しつつ当該圧延機で金属帯を圧延する制御部とを含むことを特徴とする。
ただし、式(2)において、Λ2,inは圧延機入側での金属帯の平坦度、Λ2,outは圧延機出側での金属帯の平坦度、aは形状制御の許容範囲を示すパラメータである。
The rolling mill control device according to the present invention is a rolling mill control device having a shape control actuator and a flatness meter installed on the exit side of the rolling mill, and is on the entry side and the exit side of the rolling mill. The arithmetic processing unit that calculates the control target value of the rolling mill and the metal strip on the outlet side of the rolling mill are the target flatnesses so that the flatness of the metal strip of the above satisfies the relationship of the following equation (2). It is characterized by including a control unit for rolling a metal strip with the rolling mill while controlling the shape control actuator based on the calculated control target value.
However, in equation (2), Λ 2, in is the flatness of the metal strip on the rolling mill entry side, Λ 2, out is the flatness of the metal strip on the rolling mill exit side, and a is the allowable range of shape control. It is a parameter to show.

本発明に係る圧延機の制御装置は、上記発明において、前記演算処理部は、前記圧延機の入側および出側での金属帯の平坦度が、上式(2)の関係を満たす範囲内において、前記圧延機の出側での金属帯の平坦度ができるだけ平坦となるような制御目標値を設定し、前記制御部は、前記設定された制御目標値に基づいて前記形状制御アクチュエータを制御しつつ当該圧延機で金属帯を圧延することを特徴とする。 In the above invention, the control device for the rolling mill according to the present invention has the arithmetic processing unit within the range in which the flatness of the metal strip on the inlet side and the exit side of the rolling mill satisfies the relationship of the above equation (2). In, a control target value is set so that the flatness of the metal strip on the outlet side of the rolling mill is as flat as possible, and the control unit controls the shape control actuator based on the set control target value. The feature is that the metal strip is rolled by the rolling mill.

本発明によれば、形状制御アクチュエータを有する圧延機を用いて金属帯を圧延する際、圧延機出側での金属帯の平坦度が上式の条件を満たすように、形状制御アクチュエータを動作させることによって、金属帯の形状を平坦にできるとともに、絞りを防止することができる。 According to the present invention, when rolling a metal strip using a rolling mill having a shape control actuator, the shape control actuator is operated so that the flatness of the metal strip on the exit side of the rolling mill satisfies the above equation. As a result, the shape of the metal band can be made flat and the drawing can be prevented.

図1は、実施形態における圧延機の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a rolling mill according to an embodiment. 図2は、圧延機の出側での鋼板の平坦度の許容範囲を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an allowable range of flatness of the steel sheet on the outlet side of the rolling mill. 図3は、近似式を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an approximate expression. 図4は、実施例1の実験結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the experimental results of Example 1. 図5は、板の伸びを説明するための模式図である。FIG. 5 is a schematic view for explaining the elongation of the plate.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態における圧延機の制御方法および制御装置について説明する。 Hereinafter, the control method and the control device of the rolling mill according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

[1.圧延機]
図1は、実施形態における圧延機の構成を示す模式図である。図1に示すように、圧延機1は、ワークロール11,12、バックアップロール13,14、形状制御アクチュエータ15、平坦度計16、平坦度計17を備える。この圧延機1は、金属帯である鋼板Wを圧延するものであり、冷間圧延機により構成されている。つまり、実施形態では、冷間圧延工程において鋼板Wを圧延する場合を対象とする。
[1. Rolling machine]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a rolling mill according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the rolling mill 1 includes work rolls 11 and 12, backup rolls 13 and 14, shape control actuator 15, flatness meter 16, and flatness meter 17. The rolling mill 1 rolls a steel plate W, which is a metal strip, and is composed of a cold rolling mill. That is, in the embodiment, the case where the steel sheet W is rolled in the cold rolling step is targeted.

ワークロール11,12は、鋼板Wを圧延方向(長手方向)に搬送する搬送経路を挟んで、鋼板Wの板厚方向に対向配置されている。ワークロール11,12は、搬送経路に沿って順次搬送される鋼板Wをその板厚方向において挟み込みながら回転(自転)することにより、鋼板Wを連続的に圧延する。 The work rolls 11 and 12 are arranged so as to face each other in the plate thickness direction of the steel plate W with a transport path for transporting the steel plate W in the rolling direction (longitudinal direction). The work rolls 11 and 12 continuously roll the steel plate W by rotating (rotating) while sandwiching the steel plate W sequentially transported along the transport path in the plate thickness direction.

バックアップロール13,14は、一対のワークロール11,12を挟んで対向配置されている。上側のバックアップロール13は、上側の中間ロールの外周面に上方向から接触し、中間ロールを介してワークロール11を下方向に押圧する。これにより、バックアップロール13は鋼板Wの圧延に要する荷重をワークロール11に付与する。また、下側のバックアップロール14は、下側の中間ロールの外周面に下方向から接触し、中間ロールを介してワークロール12を上方向に押圧する。これにより、バックアップロール14は、鋼板Wの圧延に要する荷重をワークロール12に付与する。 The backup rolls 13 and 14 are arranged so as to face each other with the pair of work rolls 11 and 12 interposed therebetween. The upper backup roll 13 comes into contact with the outer peripheral surface of the upper intermediate roll from above, and presses the work roll 11 downward through the intermediate roll. As a result, the backup roll 13 applies the load required for rolling the steel plate W to the work roll 11. Further, the lower backup roll 14 comes into contact with the outer peripheral surface of the lower intermediate roll from below, and presses the work roll 12 upward via the intermediate roll. As a result, the backup roll 14 applies the load required for rolling the steel plate W to the work roll 12.

形状制御アクチュエータ15は、圧延機1による圧延後の鋼板Wの形状を制御する形状制御部として機能する。図1に示す形状制御アクチュエータ15は、バックアップロール13を介してワークロール11に撓みまたは傾斜を付与し、これにより、圧延機1による圧延後の鋼板Wの形状を制御する。また、形状制御アクチュエータ15は、後述する制御装置2によって制御される。 The shape control actuator 15 functions as a shape control unit that controls the shape of the steel sheet W after rolling by the rolling mill 1. The shape control actuator 15 shown in FIG. 1 imparts bending or inclination to the work roll 11 via the backup roll 13, thereby controlling the shape of the steel plate W after rolling by the rolling mill 1. Further, the shape control actuator 15 is controlled by a control device 2 described later.

また、形状制御アクチュエータ15は、鋼板Wの耳伸びや腹伸びを変更できるものであればよく、種類は特に限定されない。例えば、形状制御アクチュエータ15は、ロールベンダ、片テーパの中間ロールシフト、AS―U、VCロールなどにより構成されてよい。例えば、ワークロールベンダは、鋼板Wの板クラウンを制御するものであり、鋼板Wの板クラウンの制御を目的として、鋼板Wの板厚方向にワークロール11,12をそれぞれ曲げるロール曲げ動作を行う。ワークロールベンダはワークロール11,12のそれぞれに配置されている。例えば、上側のワークロールベンダはワークロール11のロール軸を回転可能に軸支しつつ、鋼板Wの板厚方向の曲げ力をワークロール11に付与する。その際、圧延反力として鋼板Wからワークロール11に付与される曲げ力の方向(上方向)は、バックアップロール13からワークロール11に加えられる荷重の方向(下方向)とは反対の方向となる。また、下側のワークロールベンダはワークロール12のロール軸を回転可能に軸支しつつ、鋼板Wの板厚方向の曲げ力をワークロール12に付与する。その際、圧延反力として鋼板Wからワークロール12に付与される曲げ力の方向(下方向)は、バックアップロール14からワークロール12に加えられる荷重の方向(上方向)とは反対の方向となる。 The shape control actuator 15 is not particularly limited as long as it can change the ear elongation and the abdominal elongation of the steel plate W. For example, the shape control actuator 15 may be composed of a roll bender, an intermediate roll shift with a single taper, AS-U, a VC roll, and the like. For example, the work roll bender controls the plate crown of the steel plate W, and performs a roll bending operation of bending the work rolls 11 and 12 in the plate thickness direction of the steel plate W for the purpose of controlling the plate crown of the steel plate W. .. Work roll vendors are assigned to work rolls 11 and 12, respectively. For example, the upper work roll bender rotatably supports the roll shaft of the work roll 11 and applies a bending force of the steel plate W in the plate thickness direction to the work roll 11. At that time, the direction of the bending force applied from the steel plate W to the work roll 11 as the rolling reaction force (upward direction) is opposite to the direction of the load applied from the backup roll 13 to the work roll 11 (downward direction). Become. Further, the lower work roll bender rotatably supports the roll shaft of the work roll 12 and applies a bending force of the steel plate W in the plate thickness direction to the work roll 12. At that time, the direction of the bending force applied from the steel plate W to the work roll 12 as the rolling reaction force (downward direction) is opposite to the direction of the load applied from the backup roll 14 to the work roll 12 (upward direction). Become.

平坦度計16は、圧延機1の入側に設置され、圧延機1の入側での鋼板Wの形状をリアルタイムに測定する第1平坦度計である。例えば、平坦度計16は、ロール式や振動式により構成される。平坦度計16による測定結果は制御装置2に入力される。平坦度は形状パラメータである。 The flatness meter 16 is a first flatness meter installed on the entry side of the rolling mill 1 and measures the shape of the steel plate W on the entry side of the rolling mill 1 in real time. For example, the flatness meter 16 is composed of a roll type or a vibration type. The measurement result by the flatness meter 16 is input to the control device 2. Flatness is a shape parameter.

平坦度計17は、圧延機1の出側に設置され、圧延機1の出側での鋼板Wの形状をリアルタイムに測定する第2平坦度計である。例えば、平坦度計17は、ロール式や振動式により構成される。平坦度計17による測定結果は制御装置2に入力される。 The flatness meter 17 is a second flatness meter installed on the outlet side of the rolling mill 1 and measures the shape of the steel plate W on the outlet side of the rolling mill 1 in real time. For example, the flatness meter 17 is composed of a roll type or a vibration type. The measurement result by the flatness meter 17 is input to the control device 2.

なお、平坦度計16,17は、圧延機の入側および出側での鋼板Wの形状をリアルタイムに測定できるものであればよく、特に種類は限定されない。また、圧延機1の入側での金属帯の平坦度について、圧延機1の入側に平坦度計を設置して測定してもよいが、冷間圧延工程の前工程に平坦度計が設置されている場合には、制御装置2は、その前工程で測定した平坦度を用いてもよい。この場合、圧延機1の入側の平坦度計16は不要である。 The flatness meters 16 and 17 are not particularly limited as long as they can measure the shape of the steel plate W on the entrance side and the exit side of the rolling mill in real time. Further, the flatness of the metal strip on the entry side of the rolling mill 1 may be measured by installing a flatness meter on the entry side of the rolling mill 1, but a flatness meter is used in the pre-process of the cold rolling process. If installed, the control device 2 may use the flatness measured in the previous step. In this case, the flatness meter 16 on the entry side of the rolling mill 1 is unnecessary.

制御装置2は、パーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用の情報処理装置によって実現されるものであり、例えばCPU、ROM、RAM等を主要構成部品としている。この制御装置2は、圧延機1を制御するものである。制御装置2には、圧延中に平坦度計16および平坦度計17からの信号が入力される。そして、制御装置2は、平坦度計16および平坦度計17から入力された信号(測定値)に基づいて各種演算処理を実行し、形状制御アクチュエータ15を制御する。制御装置2から形状制御アクチュエータ15に指令信号が出力される。 The control device 2 is realized by a general-purpose information processing device such as a personal computer or a workstation, and has, for example, a CPU, a ROM, a RAM, or the like as main components. The control device 2 controls the rolling mill 1. Signals from the flatness meter 16 and the flatness meter 17 are input to the control device 2 during rolling. Then, the control device 2 executes various arithmetic processes based on the signals (measured values) input from the flatness meter 16 and the flatness meter 17, and controls the shape control actuator 15. A command signal is output from the control device 2 to the shape control actuator 15.

また、制御装置2は、演算処理部21と、制御部22とを有する。 Further, the control device 2 has an arithmetic processing unit 21 and a control unit 22.

演算処理部21は、圧延中に圧延機入側の平坦度計16から入力される測定値(入側平坦度)、圧延中に圧延機出側の平坦度計17から入力される測定値(出側平坦度)、および鋼板Wの鋼種に応じて定まる値を用いて、形状制御アクチュエータ15を制御するための制御目標値を算出する。例えば、演算処理部21は、鋼板Wの圧延機入側での平坦度に応じて、圧延機1の出側での鋼板Wが目標の平坦度となるような制御目標値を算出する。 The arithmetic processing unit 21 has a measured value (inside flatness) input from the flatness meter 16 on the inlet side of the rolling mill during rolling, and a measured value (measured value (flatness on the entry side) input from the flatness meter 17 on the exit side of the rolling mill during rolling). The control target value for controlling the shape control actuator 15 is calculated by using the value determined according to the flatness on the protruding side) and the steel type of the steel plate W. For example, the arithmetic processing unit 21 calculates a control target value such that the steel plate W on the exit side of the rolling mill 1 has a target flatness according to the flatness of the steel plate W on the inlet side of the rolling mill.

制御部22は、演算処理部21により算出された制御目標値に基づいて、形状制御アクチュエータ15を制御する。 The control unit 22 controls the shape control actuator 15 based on the control target value calculated by the arithmetic processing unit 21.

[2.制御方法]
ここで、実施形態における圧延機1の制御方法について説明する。
[2. Control method]
Here, the control method of the rolling mill 1 in the embodiment will be described.

まず、鋼板Wの絞りを防止するためには、圧延時の板形状をリアルタイムに測定して適切な形状に制御することが重要である。そこで、制御装置2では、圧延機1の入側および出側の金属帯の平坦度が、式(3)の関係を満たすように、形状制御アクチュエータ15を動作させる。 First, in order to prevent the drawing of the steel plate W, it is important to measure the plate shape at the time of rolling in real time and control it to an appropriate shape. Therefore, in the control device 2, the shape control actuator 15 is operated so that the flatness of the metal strips on the entry side and the exit side of the rolling mill 1 satisfies the relationship of the equation (3).

式(3)において、Λ2,inは圧延機1の入側での鋼板Wの平坦度、Λ2,outは圧延機1の出側での鋼板Wの平坦度、aは形状制御の許容範囲を示すパラメータである。パラメータaは、鋼板Wの鋼種によって定まる値であり、例えばラボ実験または実機実験で決定する。下付き添え字のinは入側形状を、outは出側形状を表している。 In the formula (3), Λ 2, in is the flatness of the steel plate W on the inlet side of the rolling mill 1, Λ 2, out is the flatness of the steel plate W on the outlet side of the rolling mill 1, and a is the allowable shape control. It is a parameter indicating the range. The parameter a is a value determined by the steel type of the steel plate W, and is determined, for example, in a laboratory experiment or an actual machine experiment. The subscript in represents the entry side shape and out represents the exit side shape.

また、式(3)の満たす範囲を、図2に例示する。図2に示す線C1と線C2との間の範囲が、式(3)を満たす範囲となる。測定値である入側の平坦度Λ2,inが定まると、この入側の平坦度Λ2,inに応じて、線C1と線C2との間の範囲内で出側の平坦度Λ2,outを決めることが可能である。つまり、入側の平坦度Λ2,inが定まると、出側の平坦度Λ2,outは線C1上の値を上限値、線C2上の値を下限値とする範囲内で設定可能となる。 Further, the range satisfied by the equation (3) is illustrated in FIG. The range between the line C1 and the line C2 shown in FIG. 2 is a range that satisfies the equation (3). When flatness lambda 2, in which is the measurement value entry side is determined, depending on the entry side of the flatness lambda 2, in, flatness range at the outlet side of the between lines C1 and line C2 lambda 2 , Out can be determined. That is, once the flatness Λ 2, in on the entry side is determined, the flatness Λ 2, out on the exit side can be set within a range in which the value on the line C1 is the upper limit value and the value on the line C2 is the lower limit value. Become.

具体的には、圧延中、平坦度計16は、圧延機1の入側での平坦度Λ2,inを測定する。測定された圧延機入側での平坦度Λ2,inが、圧延中にリアルタイムで制御装置2に入力される。制御装置2は、取得した入側の平坦度Λ2,inを上式(3)に代入して、平坦度Λ2,outを求める。制御装置2は、求めた平坦度Λ2,outとなるように形状制御アクチュエータ15を制御する。そして、平坦度計17は、圧延機1の出側での平坦度Λ2,outを測定し、その測定値を制御装置2に入力する。この結果、制御装置2は、上式(3)で求めた制御目標値である平坦度Λ2,outと、平坦度計17から入力された実測値である平坦度Λ2,outとを比較して、目標とする制御範囲内に鋼板Wの平坦度を制御できているかを判断することができる。このように、上式(3)により定まる制御範囲内に出側の平坦度Λ2,outが収まるように、制御装置2は形状制御アクチュエータ15を制御する。 Specifically, during rolling, the flatness meter 16 measures the flatness Λ 2, in on the entry side of the rolling mill 1. The measured flatness Λ 2, in on the rolling mill entry side is input to the control device 2 in real time during rolling. The control device 2 substitutes the acquired flatness Λ 2, in on the entry side into the above equation (3) to obtain the flatness Λ 2, out . The control device 2 controls the shape control actuator 15 so that the obtained flatness Λ 2, out is obtained. Then, the flatness meter 17 measures the flatness Λ 2, out on the outlet side of the rolling mill 1, and inputs the measured value to the control device 2. As a result, the control device 2 compares the flatness Λ 2, out , which is the control target value obtained by the above equation (3), with the flatness Λ 2, out , which is the measured value input from the flatness meter 17. Then, it can be determined whether the flatness of the steel plate W can be controlled within the target control range. In this way, the control device 2 controls the shape control actuator 15 so that the flatness Λ 2 and out on the exit side fall within the control range determined by the above equation (3).

より好適には、上式(3)を満たす範囲で、鋼板Wができるだけ平坦(Λ2,out=0)となるように形状を制御することによって、絞りが発生せずかつ平坦な鋼板Wを製造することができる。ここで、平坦度Λがゼロの場合は、鋼板Wが平坦であることを表す。平坦度Λが正の値である場合は、板幅中央部と比べて板幅端部の伸びが大きい耳伸び状態であることを表す。平坦度Λが負の値である場合は、板幅中央部の伸びが板幅端部と比べて大きい腹伸び状態であることを表す。この鋼板Wの形状をできるだけ平坦にする制御について図2を参照して説明する。 More preferably, by controlling the shape of the steel sheet W so as to be as flat as possible (Λ 2, out = 0) within the range satisfying the above equation (3), the steel sheet W that is flat without drawing is formed. Can be manufactured. Here, when the flatness Λ 2 is zero, it means that the steel plate W is flat. When the flatness Λ 2 is a positive value, it means that the extension of the edge of the plate width is larger than that of the center of the plate width. When the flatness Λ 2 is a negative value, it means that the elongation at the center of the plate width is larger than that at the end of the plate width. The control for making the shape of the steel plate W as flat as possible will be described with reference to FIG.

図2に示すように、入側の平坦度Λ2,inが正の値である場合、式(3)を満たす範囲内(線C1と線C2との間)において、鋼板Wができるだけ平坦となるような形状にするため、出側の平坦度Λ2,outはよりゼロに近い値が目標値として設定される。そして、この出側の平坦度Λ2,outの目標値を実現する制御目標値を設定し、この制御目標値に基づいて形状制御アクチュエータ15を制御する。 As shown in FIG. 2, when the flatness Λ 2 and in on the entry side are positive values, the steel plate W is as flat as possible within the range satisfying the equation (3) (between the line C1 and the line C2). A value closer to zero is set as a target value for the flatness Λ 2 and out on the exit side in order to form such a shape. Then, a control target value for realizing the target value of the flatness Λ 2 and out on the output side is set, and the shape control actuator 15 is controlled based on the control target value.

また、式(3)の入側の平坦度Λは、板幅方向のI−Unit分布を式(4)の4次式で近似して、近似係数λ、λを式(5)で線形変換することで得られる値であり、板幅中央部に対する板幅端部の伸びの大きさを表している。 Further, for the flatness Λ 2 on the entry side of the equation (3), the I-Unit distribution in the plate width direction is approximated by the quaternary equation of the equation (4), and the approximation coefficients λ 2 and λ 4 are obtained by the equation (5). It is a value obtained by linear conversion with, and represents the magnitude of extension of the plate width end portion with respect to the plate width center portion.

式(5)において、yは板幅各点のI−Unitの値が板幅中央でゼロとなるようにシフトした値、zは板幅両端が±1となるように板幅位置を相対化した値である。また、図3には、yとzとの関係性を示す図が例示されている。 In equation (5), y * is the value shifted so that the I-Unit value at each point of the plate width becomes zero at the center of the plate width, and z is the relative plate width position so that both ends of the plate width are ± 1. It is a converted value. Further, FIG. 3 illustrates a diagram showing the relationship between y * and z.

例えば、耳伸びが大きい鋼板Wでは、板幅端部の伸びが板幅中央部の伸びと比べて大きい状態となり、板幅端部に面外変形が生じている。仮に、この耳伸びの鋼板Wを、本発明を適用せずに従来通りに圧延すると、圧延機1のロール直下で板幅端部側の面外変形が強制的に平坦化されたことで発生したせん断応力により、圧延機入側で鋼板Wが座屈して、圧延方向に対して斜めの線状シワが形成される。この線状シワが圧延機1で圧延されることにより絞りが発生する。 For example, in the steel plate W having a large ear elongation, the elongation at the end of the plate width is larger than the elongation at the center of the plate width, and out-of-plane deformation occurs at the end of the plate width. If this ear-stretched steel plate W is rolled as before without applying the present invention, it occurs because the out-of-plane deformation on the plate width end side is forcibly flattened directly under the roll of the rolling mill 1. Due to the shear stress, the steel sheet W buckles on the rolling mill entry side, and linear wrinkles diagonal to the rolling direction are formed. The linear wrinkles are rolled by the rolling mill 1 to generate drawing.

そこで、本実施形態では、耳伸びの鋼板Wを圧延機1で圧延する際、制御装置2は、上式(3)に従って、圧延機1の出側での板形状を腹伸びとするように、形状制御アクチュエータ15を制御する。これにより、圧延機1の出側での鋼板Wの板幅端部の伸びを小さくして、相対的に圧延機1の入側での鋼板Wの板幅端部の伸びが大きい状態を緩和することができ、絞りを防止できる。 Therefore, in the present embodiment, when the ear-stretched steel plate W is rolled by the rolling mill 1, the control device 2 makes the plate shape on the outlet side of the rolling mill 1 abdominal stretch according to the above equation (3). , Controls the shape control actuator 15. As a result, the elongation of the plate width end of the steel plate W on the exit side of the rolling mill 1 is reduced, and the state in which the elongation of the plate width end of the steel plate W on the inlet side of the rolling mill 1 is relatively large is alleviated. It can be done and the aperture can be prevented.

同様に、腹伸びの鋼板Wを圧延機1で圧延する際、制御装置2は、上式(3)に従って、板幅端部を板幅中央部よりも大きく圧下するように形状制御アクチュエータ15を制御する。これにより、圧延機1の出側での板幅中央部の伸びを小さくして、相対的に圧延機1の入側での板幅中央部の伸びが大きい状態を緩和することによって、絞りの発生を防止することができる。 Similarly, when the belly-stretched steel plate W is rolled by the rolling mill 1, the control device 2 sets the shape control actuator 15 so as to reduce the plate width end portion more than the plate width center portion according to the above equation (3). Control. As a result, the elongation of the central portion of the plate width on the exit side of the rolling mill 1 is reduced, and the state in which the elongation of the central portion of the plate width on the inlet side of the rolling mill 1 is relatively large is alleviated. Occurrence can be prevented.

(実施例1)
実施例1では、入側板厚0.55mm、出側板厚0.40mm、板幅1100mmの軟鋼板の圧延を行った。ユニット張力の設定値は、入側100MPa、出側80MPaに設定した。圧延機1は、6Hi圧延機を用いた。圧延機1には、形状制御アクチュエータ15としてワークロールベンダが設けられている。圧延機1の入側と出側とには、ロール式の平坦度計が1台ずつ設置されている。また、上式(3)のパラメータaは、過去の操業実績で絞りが発生せずに圧延できた条件を調査して、a=50I−Unitに設定した。そして、制御装置2は、平坦度の測定値が上式(3)の関係を満たす範囲で、圧延機1の出側での鋼板Wの形状ができるだけ平坦となるように、ワークロールベンダを操作した。この実験の結果を図4に示す。
(Example 1)
In Example 1, a mild steel plate having an inlet side plate thickness of 0.55 mm, an outlet side plate thickness of 0.40 mm, and a plate width of 1100 mm was rolled. The set values of the unit tension were set to 100 MPa on the inlet side and 80 MPa on the outlet side. As the rolling mill 1, a 6Hi rolling mill was used. The rolling mill 1 is provided with a work roll bender as a shape control actuator 15. A roll-type flatness meter is installed on the entrance side and the exit side of the rolling mill 1. Further, the parameter a of the above equation (3) was set to a = 50I-Unit by investigating the conditions under which rolling could be performed without drawing in the past operation results. Then, the control device 2 operates the work roll bender so that the shape of the steel plate W on the outlet side of the rolling mill 1 is as flat as possible within the range in which the measured value of flatness satisfies the relationship of the above equation (3). did. The results of this experiment are shown in FIG.

図4に示すように、従来の操業では、4300コイルのうち2コイルの割合で絞りが発生していた。一方、上述した実施形態を適用した実施例1では、絞りの発生回数が4300コイル中0コイルとなった。以上のように、実施例1によれば、本発明を適用することで絞りが発生することなく圧延することが可能となった。 As shown in FIG. 4, in the conventional operation, the throttle is generated at a ratio of 2 coils out of 4300 coils. On the other hand, in the first embodiment to which the above-described embodiment is applied, the number of times the throttle is generated is 0 out of 4300 coils. As described above, according to the first embodiment, by applying the present invention, it is possible to roll without causing drawing.

なお、上述した実施形態および実施例1では冷間圧延工程において鋼板Wを圧延する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明は、薄物熱延材を単機ミルで圧延する場合(熱延スキンパス設備での調質圧延を含む)にも適用可能である。すなわち、本発明は、調質圧延工程で圧延される金属帯を対象とすることも可能である。 In the above-described embodiment and the first embodiment, the case where the steel sheet W is rolled in the cold rolling step has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention is also applicable to the case of rolling a thin hot-rolled material with a single-machine mill (including temper rolling with a hot-rolled skin pass facility). That is, the present invention can also be applied to a metal strip rolled in a temper rolling step.

1 圧延機
2 制御装置
11,12 ワークロール
13,14 バックアップロール
15 形状制御アクチュエータ
16,17 平坦度計
21 演算処理部
22 制御部
1 Roller 2 Control device 11, 12 Work roll 13, 14 Backup roll 15 Shape control actuator 16, 17 Flatness meter 21 Arithmetic processing unit 22 Control unit

Claims (4)

形状制御アクチュエータと、圧延機の出側に設置された平坦度計とを有する圧延機の制御方法であって、
前記圧延機の入側および出側での金属帯の平坦度が、下式(1)の関係を満たすように、前記圧延機の制御目標値を算出する算出ステップと、
前記圧延機の出側での金属帯が目標の平坦度となるように、前記算出された制御目標値に基づいて前記形状制御アクチュエータを制御しつつ当該圧延機で金属帯を圧延する制御ステップと
を含むことを特徴とする圧延機の制御方法。
ただし、式(1)において、Λ2,inは圧延機入側での金属帯の平坦度、Λ2,outは圧延機出側での金属帯の平坦度、aは形状制御の許容範囲を示すパラメータである。
A method for controlling a rolling mill having a shape control actuator and a flatness meter installed on the outlet side of the rolling mill.
A calculation step of calculating a control target value of the rolling mill so that the flatness of the metal strip on the entrance side and the exit side of the rolling mill satisfies the relationship of the following equation (1).
A control step of rolling the metal strip with the rolling mill while controlling the shape control actuator based on the calculated control target value so that the metal strip on the exit side of the rolling mill has the target flatness. A method for controlling a rolling mill, which comprises.
However, in equation (1), Λ 2, in is the flatness of the metal strip on the rolling mill entry side, Λ 2, out is the flatness of the metal strip on the rolling mill exit side, and a is the allowable range of shape control. It is a parameter to show.
前記算出ステップは、前記圧延機の入側および出側での金属帯の平坦度が、上式(1)の関係を満たす範囲内において、前記圧延機の出側での金属帯の平坦度ができるだけ平坦となるような制御目標値を設定するステップを含み、
前記制御ステップは、前記設定された制御目標値に基づいて前記形状制御アクチュエータを制御しつつ当該圧延機で金属帯を圧延するステップを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の圧延機の制御方法。
In the calculation step, the flatness of the metal strip on the exit side of the rolling mill is within a range in which the flatness of the metal strip on the inlet side and the exit side of the rolling mill satisfies the relationship of the above equation (1). Includes steps to set control target values that are as flat as possible
The control of the rolling mill according to claim 1, wherein the control step includes a step of rolling a metal strip with the rolling mill while controlling the shape control actuator based on the set control target value. Method.
形状制御アクチュエータと、圧延機の出側に設置された平坦度計とを有する圧延機の制御装置であって、
前記圧延機の入側および出側での金属帯の平坦度が、下式(2)の関係を満たすように、前記圧延機の制御目標値を算出する演算処理部と、
前記圧延機の出側での金属帯が目標の平坦度となるように、前記算出された制御目標値に基づいて前記形状制御アクチュエータを制御しつつ当該圧延機で金属帯を圧延する制御部と
を含むことを特徴とする圧延機の制御装置。
ただし、式(2)において、Λ2,inは圧延機入側での金属帯の平坦度、Λ2,outは圧延機出側での金属帯の平坦度、aは形状制御の許容範囲を示すパラメータである。
A control device for a rolling mill having a shape control actuator and a flatness meter installed on the outlet side of the rolling mill.
An arithmetic processing unit that calculates a control target value of the rolling mill so that the flatness of the metal strip on the entrance side and the exit side of the rolling mill satisfies the relationship of the following equation (2).
With a control unit that rolls the metal strip with the rolling mill while controlling the shape control actuator based on the calculated control target value so that the metal strip on the exit side of the rolling mill has the target flatness. A rolling mill control device comprising.
However, in equation (2), Λ 2, in is the flatness of the metal strip on the rolling mill entry side, Λ 2, out is the flatness of the metal strip on the rolling mill exit side, and a is the allowable range of shape control. It is a parameter to show.
前記演算処理部は、前記圧延機の入側および出側での金属帯の平坦度が、上式(2)の関係を満たす範囲内において、前記圧延機の出側での金属帯の平坦度ができるだけ平坦となるような制御目標値を設定し、
前記制御部は、前記設定された制御目標値に基づいて前記形状制御アクチュエータを制御しつつ当該圧延機で金属帯を圧延する
ことを特徴とする請求項3に記載の圧延機の制御装置。
In the arithmetic processing unit, the flatness of the metal strip on the exit side of the rolling mill is within a range in which the flatness of the metal strip on the inlet side and the exit side of the rolling mill satisfies the relationship of the above equation (2). Set the control target value so that
The control device for a rolling mill according to claim 3, wherein the control unit rolls a metal strip with the rolling mill while controlling the shape control actuator based on the set control target value.
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